Capitulo 3aluno - Arranjo fisico

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Jurandir Peinado
GESTÃO DE OPERAÇÕES
Arranjo Físico
Jurandir Peinado
Objetivos da aprendizagem
Entender o conceito e a importância dos arranjos físicos para os mais variados tipos de organização.
Conhecer os tipos básicos de arranjos físicos: arranjo físico por produto, por processo, celular, por posição fixa e misto.
Entender e elaborar balanceamentos de linhas de montagem e calcular as áreas necessárias em um estudo de arranjo físico.
Utilizar o diagrama de relacionamento para a análise de proximidade entre as diversas áreas que compõem uma organização.
Realizar a análise quantitativa de custos de movimentação para diversas alternativas de arranjo físico por processo, permitindo identificar a melhor alternativa.
Determinar a quantidade de equipamentos necessários em uma operação produtiva.
Fornecer o conceito básico de arranjos físicos e uma série de ferramentas práticas que auxiliam na escolha e elaboração de um novo leiaute, ou na análise de um arranjo físico já existente, para propor melhorias. Habilitar o aluno a:
Jurandir Peinado
O que é Arranjo Físico?
IMPORTÂNCIA DO ARRANJO FÍSICO
As decisões de arranjo físico são demoradas e caras
Se o arranjo já existe, sua alteração geralmente interrompe ou atrapalha as atividades
Um arranjo físico mal elaborado gera aumento no custo de produção. 
Arte e a ciência de se converter os elementos complexos e inter-relacionados da organização da manufatura, e facilidades físicas em uma estrutura capaz de atingir os objetivos da empresa pela otimização entre a geração de custo e a geração de lucros. (Gurgel - 2000)
Jurandir Peinado
Tipos básicos de Arranjo Físico
Posição fixa:____________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________
Por produto ou por linha: :__________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________
Por processo: :__________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________
Celular: :_______________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________
Misto:_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Jurandir Peinado
Arranjo por posição fixa
O produto permanece estacionário e os recursos de transformação se deslocam ao seu redor executando as operações necessárias.
VANTAGENS
Não há movimentação do produto
Pode-se utilizar PERT/CPM quando projeto
Possibilidade de terceirizar
DESVANTAGENS
Complexidade na supervisão de materiais e mão de obra
Necessita áreas externas ao redor
Pequeno grau de padronização
Produção em baixa escala
Quando não é possível movimentar o produto:_______________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Quando não se deseja movimentar o produto:_______________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Jurandir Peinado
Arranjo por produto ou em linha
As máquinas, os equipamentos ou as estações de trabalho são colocados de acordo com a seqüência de montagem, sem caminhos alternativos.
VANTAGENS
Grande produtividade, produção em massa
Carga máquina e consumo de material constante na linha de produção
O controle de produtividade é mais fácil
DESVANTAGENS
Alto investimento em máquinas
Gera tédio e monotonia aos operários
Falta de flexibilidade da linha
Fragilidade de paralisação
Subordinação aos gargalos
Montadoras: As indústrias montadoras, em geral. Exemplo: linhas de montagem de automóveis, eletrodomésticos, bicicletas, brinquedos, eletrônicos etc.
Serviços fast food: Um restaurante self service está utilizando uma espécie de linha de montagem de pratos.
Jurandir Peinado
Balanceamento de linha de produção
Atribuição de tarefas às estações de trabalho com o objetivo de que cada estação demande o tempo de execução da tarefa o mais próximo possível uma da outra. 
PROBLEMAS DO DESBALANCEAMENTO
Na tarefa com maior tempo de montagem, o operador vai tentar compensar a desvantagem trabalhando em ritmo acelerado.
A soma do tempo ocioso dos operadores, com tarefas de menor duração será alta.
A velocidade da linha de produção será a velocidade da operação mais demorada. (gargalo).
Jurandir Peinado
Tempo de ciclo
É o tempo em que uma linha de produção demora a montar uma peça. É o tempo máximo permitido para cada estação de trabalho passar a tarefa para a estação seguinte. O tempo de ciclo mínimo será igual ao tempo da maior tarefa individual e o tempo de ciclo máximo será o tempo total da soma de todas as tarefas 
Jurandir Peinado
Tempo de ciclo
É o tempo em que uma linha de produção demora a montar uma peça. É o tempo máximo permitido para cada estação de trabalho passar a tarefa para a estação seguinte. O tempo de ciclo mínimo será igual ao tempo da maior tarefa individual e o tempo de ciclo máximo será o tempo total da soma de todas as tarefas 
10 seg.
30 seg.
22 seg.
50 seg.
15 seg.
1a operação
2a operação
3a operação
4a operação
5a operação
	Estação de trabalho	Tarefas	Tempo de trabalho	Tempo total disponível	Tempo ocioso
	A	1ª e 2ª operações	32	50	18
	B	3ª operação	50	50	0
	C	4ª e 5ª operações	45	50	5
Neste caso o tempo de ciclo será de 50 segundos ou 0,83 minutos
Jurandir Peinado
Capacidade de produção
A capacidade de produção é obtida em função do tempo de ciclo e da capacidade disponível da empresa, em outras palavras, é o tempo de trabalho dividido pelo tempo que demora a produzir uma peça na linha de produção.
Supondo que a empresa trabalhe oito horas por dia, ou seja, 480 minutos por dia, então a capacidade de produção será:
Jurandir Peinado
Nível de produção desejado
Se a demanda for superior a 576 peças por dia, então necessário reconfigurar a linha de produção através do aumento do número de estações de trabalho. Será necessário calcular qual o tempo de ciclo necessário para atender a demanda.
Supondo que exista uma necessidade de demanda de 900 peças por dia, neste exemplo o tempo de ciclo será calculado por:
Jurandir Peinado
Número de estações de trabalho
O número necessário de estações para atender a demanda é calculado pela divisão da soma dos tempos individuais dividido pelo tempo de ciclo necessário para atender a demanda
No exemplo tem-se que o número de estações de trabalho necessárias para atender a necessidade de demanda de 900 peças por dia será
Jurandir Peinado
Índice de ociosidade
Por melhor balanceada que a linha possa estar, sempre existirão estações de trabalho com atividades que demandam menor tempo de produção, que naturalmente será compensada pela diminuição do ritmo do operador 
O exemplo utilizado tem 23 segundos de ociosidade representados pelas estações de trabalho números 1 e 3. O tempo de ciclo corresponde a 50 segundos e são três estações de trabalho assim sendo, o índice de ociosidade seria de:
Jurandir Peinado
Balanceamento de linha
Um fornecedor de bombas d’água pretende instalar uma linha de montagem. A demanda estimada para estes produtos é de 200 peças por dia. O analista de processos dividiu o processo de montagem e estimou seu tempo de trabalho conforme quadro abaixo, a empresa trabalha um turno de oito horas por dia.
Jurandir Peinado
	OperaçãoDescrição	Tempo (s)	Operações predecessoras
	A	Montar espaçadores na capa protetora	30	-
	B	Colocar arruelas de pressão nos espaçadores 	55	A
	C	Colocar adesivo nos espaçadores	28	B
	D	Montar capa protetora da bomba no motor	6	B
	E	Colocar retentor no corpo inferior da bomba	34	B
	F	Montar corpo inferior no motor	35	C, D
	G	Colocar retentor de porcelana no rotor	15	E
	H	Montar rotor na bomba	22	E
	I	Montar conjunto parafuso, arruela e anel “oring”	12	-
	J	Montar conjunto na bomba	6	I
	K	Colocar corpo superior da bomba	25	J
	L	Colocar quatro parafusos rosca fina	30	J
	M	Colocar quatro parafusos rosca auto tarraxante	15	L
	N	Colocar tampa da recirculação	15	L
	O	Testar funcionamento	60	K, M, N,F, G, H
	Tempo total		6,47 minutos	
Jurandir Peinado
Jurandir Peinado
	Estação de trabalho	Tempo restante por estação	Tarefas possíveis de alocar	Tarefas alocadas	Tempo ocioso
					
					
					
					
					
					
					
					
Jurandir Peinado
Problemas propostos
Uma roda de bicicleta precisa de 15 operações para ser montada. A operação mais longa dura 78 segundos e a operação mais curta tem a duração de 10 segundos. O tempo total é de 5 minutos, que corresponde à soma dos tempos das 15 operações. A linha de produção trabalha em dois turnos de sete horas por dia cada um. Pergunta-se:
quais os tempos de ciclo mínimo e máximo? (R. 1,3 min; 5 min) 
qual a quantidade máxima e mínima de produção da linha teoricamente possíveis? (R. 646 peças; 168 peças)
qual o número mínimo de estações de trabalho para atender uma demanda diária de 1500 rodas? (R. 9 estações)
Jurandir Peinado
Uma empresa pretende instalar uma linha de montagem para um novo produto. A demanda estimada para este produto é de 600 peças por dia. O analista de processos dividiu o processo de montagem e estimou seu tempo de trabalho conforme o quadro abaixo. A empresa trabalha em dois turnos diários de oito horas.
Desenhe o diagrama de precedências.
Calcule o tempo de duração do ciclo e determine o número mínimo de estações de trabalho. (R. 1,6 min/pç; ≈ 5,0 estações)
Atribua as tarefas às estações de trabalho, montando a linha de produção.
Calcule o percentual de tempo ocioso e grau de utilização da linha de produção proposta. (R. ociosidade = 7,5%; grau de utilização = 92,5%)
	Operação	Tempo (s)	Operações predecessoras
	A	50	-
	B	45	A
	C	18	B
	D	7	B
	E	35	C
	F	48	C
	G	39	D
	H	12	-
	I	13	H
	J	36	H
	K	37	J, I
	L	23	K
	M	8	K
	N	25	M
	O	40	E, F, G, L, N
Problemas propostos
Jurandir Peinado
Determine quantos centros de trabalho e quais tarefas cada centro deve executar para produzir 5 unidades por hora de determinado produto montado conforme o diagrama de precedências abaixo. Os tempos mostrados sobre as tarefas estão em minutos. Calcule o percentual de tempo ocioso e o grau de utilização da linha de produção proposta. (R. ociosidade = 6,94%; grau de utilização = 93,1%)
F
L
5
2
5
10
7
2
3
5
4
9
7
8
K
G
A
B
H
I
J
C
D
E
Problemas propostos
Jurandir Peinado
Uma fábrica de fogões tem pouco espaço para suas cinco linhas de montagem. O gerente de produção verifica que a montagem das portas do forno poderia ser feita em uma célula de produção distinta em outro local. A criação desta célula aliviaria os problemas do espaço que afligem as linhas de montagem dos fogões. Assim o gerente de produção precisa criar a nova célula. São montados cerca de 3.000 fogões por dia em dois turnos de oito horas cada. A tabela a seguir demonstra as tarefas, tempos e relações de precedência necessários para a montagem dos fogões.
desenhe o diagrama de precedências.
calcule o tempo de duração do ciclo e determine o número mínimo de estações de trabalho. (R. 0,32 min/pç; ≈ 4 estações)
atribua as tarefas às estações de trabalho, montando a linha de produção.
calcule o percentual de tempo ocioso e grau de utilização da linha de produção proposta. (R. ociosidade = 22,92%; eficiência =77,08%)
	Tarefa	Duração (segundos)	Tarefa anterior
	A	7	-
	B	13	A
	C	10	-
	D	7	B, C
	E	3	-
	F	12	E
	G	7	D, E
	H	15	G, F
Jurandir Peinado
Arranjo por processo
Agrupa em uma mesma área todos os equipamentos do mesmo tipo e função. Os materiais e produtos se deslocam procurando os diferentes processos de cada área necessária.
VANTAGENS
Grande flexibilidade para atender a mudanças de demanda de mercado
Bom nível de motivação
Atende a produtos diferentes em quantidades variáveis ao mesmo tempo
Menor investimento na planta industrial
DESVANTAGENS
Longo fluxo dentro da fábrica
Diluição menor do custo fixo
Dificuldade de balanceamento
Exige mão de obra mais qualificada
Maior necessidade de setup de máquinas
Hospitais: centro cirúrgico, pediatria, raios x, pronto socorro, farmácia, unidade de tratamento intensivo etc.
Serviços de confecção de moldes e ferramentas: Retíficas, centros de usinagem, fresas, furadeiras, eletro erosão etc.
Lojas comerciais: roupas masculinas, femininas e infantis; artigos de cama, mesa e banho; roupas sociais e esporte; calçados; eletrodomésticos etc.
Jurandir Peinado
Elaboração de Arranjo por processo
Se existirem seis áreas para serem posicionadas, haverá 6! = 720 possibilidades de combinações diferentes.
Identificar o fluxo dos materiais e operações
Levantar a área necessária para cada agrupamento de trabalho
Identificar o relacionamento entre estes agrupamentos
Elaborar o arranjo físico.
Jurandir Peinado
Identificar o fluxo dos materiais e operações
Levantar:	Quantidade de materiais movimentada em cada fluxo.
		Quantidade de fluxos, direção e sentido destes fluxos.
		Estimar o custo gasto em cada movimentação.
A carta multiprocesso e o fluxograma são boas ferramentas para tal levantamento.
	Processo	Peça a ser produzida – Seqüência de operações								
		A	B	C	D	E	F	G	H	I
	1 - Soldar		1			2	2	1		
	2 – Cortar	1			1		3	2	1	1
	3 – Prensar	2			2				2	
	4 – Furar		2	1		1	1			
	5 – Rebarbar									2
	6 – Pintar								3	3
	7 – Embrulhar	3	3	2	3	3	4	3	4	4
	8 - Colocar na caixa	4	4		4	4	5	4	5	5
	9 – Expedir									
Jurandir Peinado
Levantar a área dos agrupamentos de trabalho
Devido às particularidades de cada processo, máquina, forma de trabalho e configuração da planta previamente construída, o cálculo e a divisão das áreas tornam certos níveis de detalhe específicos para cada caso. 
0,75m = 50% de 1+ 0,5m. (máx = 3m)
Área projetada
Área de operação
Área de circulação
Corredor de passagem
0,5m = 50% de 1m. (mín = 0,5m; máx = 2m)
0,6m = Corredor
1m.
1m.
Aresta viva
Jurandir Peinado
Identificar o relacionamento dos agrupamentos
Diagrama de relacionamento: Método qualitativo para a análise de proximidade entre áreas, setores de produção ou departamentos.
	Setor A							A = Absolutamente importante estar próximo
	A	Setor B						E = Especialmente importante estar próximo
	U	I	Setor C					I = Importante estar próximo
	A	I	A	Setor D				O = Seria desejável estar próximo (Ordinary)
	C	X	X	E	Setor E			U = Não precisa estar próximo (Uniportant)
	I	C	O	I	U		Setor F		X = É indesejável que estejam próximos
Razões de proximidade
Utilizar o mesmo equipamento ou as mesmas instalações
Compartilhar o mesmo pessoal ou o mesmo registro
Seqüência do fluxo de trabalho
Facilidade de comunicação
Condições não seguras ou desagradáveis
Semelhança no trabalho executado
Jurandir Peinado
Avaliação quantitativa
O custo de movimentação do material pode ser significativo quando a freqüência, volume e peso do material são expressivos e existe a necessidade de equipamentos de transporte como talhas, guindastes ou empilhadeiras
Onde: 	
C = custo para transportar uma unidade entre origem e o destino
D = distância entre a origem e o destino
Q = quantidade transportada entre a origem e o destino
Jurandir Peinado
Avaliação quantitativa
Um estudo de arranjo físico desenvolveu duas alternativas para localizar seis setores produtivos A, B, C, D, E e F dentro de uma determinada área. Conhecendo-se as quantidades que devem ser transportadas por mês entre os setores produtivos e os custosunitários de transporte, calcular a melhor alternativa.
A
B
C
D
E
F
10
25
15
D
C
F
A
E
B
10
25
15
Primeira alternativa
Segunda alternativa
Custos (metros por Ton.)
	Setores	Quantidade
	A - B	100
	A-C	50
	A – D	80
	A – E	30
	B – C	80
	B – E	60
	B – F	100
	C – D	50
	C – F	80
	D – E	90
	D - F	30
	Distância 	R$
	Até 10 m	1,00
	Entre 11m e 20 m	1,50
	Acima de 20 m	2,00
Jurandir Peinado
Arranjo físico Celular
Consiste em arranjar em um só local, máquinas diferentes que possam fabricar o produto inteiro. As células podem ser consideradas como “mini linhas de produção”.
VANTAGENS
Aumento da flexibilidade quanto ao tamanho dos lotes de produção
Diminuição do transporte de material
Diminuição dos estoques]
Enseja satisfação no trabalho
DESVANTAGENS
Específico para uma família de produtos
Dificuldade em elaborar o arranjo
Lanchonetes de supermercados: conseguem produzir o serviço de vendas completo, independente do supermercado. A lanchonete possui seu próprio caixa para pagamento, funcionários de atendimento, balcões e todos os equipamentos que permitam completar o processo de atendimento e venda ao cliente.
Jurandir Peinado
Arranjo físico Celular
Consiste em arranjar em um só local, máquinas diferentes que possam fabricar o produto inteiro. As células podem ser consideradas como “mini linhas de produção”.
Jurandir Peinado
Determinação de equipamentos
Uma fábrica de rodas estampadas deseja instalar um número de prensas que seja suficiente para produzir 1.000.000 de rodas por ano. Cada prensa deve trabalhar em dois turnos de 8 horas por dia, com um trabalho útil de 6,9 horas/ turno, e produzir uma roda a cada 0,8 minuto. Considerando que existe uma perda de 1% na produção e que o ano tem 300 dias úteis, quantas prensas são necessárias para atender à demanda estipulada?
m = número de máquinas necessário
t = Tempo de operação unitário por peça
N = Número de produtos ou operações por período.	
CD = Capacidade disponível por período.
Jurandir Peinado
Determinação de equipamentos
Uma fábrica de rodas estampadas deseja instalar um número de prensas que seja suficiente para produzir 1.000.000 de rodas por ano. Cada prensa deve trabalhar em dois turnos de 8 horas por dia, com um trabalho útil de 6,9 horas/ turno, e produzir uma roda a cada 0,8 minuto. Considerando que existe uma perda de 1% na produção e que o ano tem 300 dias úteis, quantas prensas são necessárias para atender à demanda estipulada?
Jurandir Peinado
Calcule a necessidade das áreas de operação, circulação e corredores de passagem de um centro produtivo com área projetada de 5m de comprimento e 1m de largura. Os operadores do centro produtivo precisam trabalhar dos dois lados do comprimento. (R. operação: 5 m2; circulação: 7,5 m2; corredor: 6 m2)	 
Problemas propostos
Jurandir Peinado
Uma indústria de confecções deseja adquirir um número de máquinas de costura que seja suficiente para produzir 7.000 bonés promocionais por mês. A empresa trabalha em um turno de oito horas por dia. Cada máquina consegue costurar um boné em 4,46 minutos (em tempo centesimal). Considerando que existe uma perda de 1,5% na produção e que o mês tem em média 22 dias úteis, quantas máquinas de costura são necessárias para atender a demanda? (R. = 3 máquinas)
Em uma fábrica de produtos alimentícios, o processo de embalagem de um biscoito do tipo caseiro é feito em uma máquina seladora que é capaz de embalar três pacotes por minuto, já descontando possíveis perdas. A fábrica trabalha em média 22 dias por mês, em um turno de oito horas por dia. Considerando que cada pacote tem 300 gramas, quantas máquinas seladoras são necessárias para produzir 15.000 quilos de biscoito por mês? (R. 1,56 máquinas)
Problemas propostos
Operador A
Operador C
Operador BOperador D
Operador C
Operador D
Fluxo das tarefas de montagemFluxo das tarefas de montagem
LINHA DE 
MONTAGEM
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Primeira 
operação
Terceira 
operação
Segunda 
operação
Quarta 
operação
10 seg.
Quinta 
Operação
15 seg.30 seg.50 seg.22 seg.
Linha de 
montagem
1
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iclo
Tempo de c
l
 disponíve
Capacidade
ão
 de produç
Capacidade
 
=
 dia
 peças por
,
ão
 de produç
Capacidade
576
83
0
480
=
=
Demanda
l
 disponíve
Capacidade
iclo
Tempo de c
 
=
 por peça
 
,
 
iclo
Tempo de c
min
533
0
900
480
=
=
iclo
Tempo de c
ividuais
tempos ind
 
 
e trabalho
estações d
Número de 
å
=
e trabalho
estações d
N
 
978
,
3
533
,
0
12
,
2
=
=
ciclo
 tempo de 
estações
Número de 
osos
tempos oci
 
idade
% de ocios
´
=
å
%
33
,
15
50
3
23
=
´
=
´
=
å
ciclo
 tempo de 
estações
Número de 
osos
tempos oci
 
idade
% de ocios
 
I
 
O
 
J
 
K
 
L
 
M
 
N
 
A
 
B
 
C
 
D
 
E
 
F
 
G
 
H
 
30
 
12
 
6
 
55
 
28
 
6
 
34
 
30
 
25
 
15
 
15
 
 
35
 
15
 
22
 
60
 
H
G
F
E
D
C
B
A
N
M
L
K
J
O
I
30
12
6
55
28
6
34
30
25
15
15
35
15
22
60
 por peça
Demanda
l
 disponíve
Capacidade
iclo
Tempo de c
min
 
4
,
2
200
480
 
=
=
=
0
,
3
69
,
2
4
,
2
47
,
6
@
=
=
=
å
iclo
Tempo de c
ividuais
tempos ind
 
estações 
Número de 
å
´
´
=
Q
D
C
 
rte
do Transpo
Custo
 






CD
N
t
m
´
=